CN107254891B - 一种基于空间可变化的自我保护铲斗 - Google Patents
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Abstract
本发明属于挖掘机铲斗技术领域，尤其涉及一种基于空间可变化的自我保护铲斗，本发明所述设备作用斗齿条和第五传动齿啮合，第五传动齿和第一传动齿啮合，第二传动齿和第三传动齿啮合，第三传动齿和第四传动齿啮合，第四传动齿和斗体齿条啮合，第二传动齿轮的直径是第一传动齿轮直径的2倍，故第二传动齿轮线速度是第一传动齿轮的2倍，传递给斗体齿条的线速度就是作用斗齿条线速度的2倍，所以当作用斗齿条向下移动时，斗体齿条带动铲斗斗体向下移动的位移是作用斗齿条的两倍，斗内空间缩小，装在铲斗内的石头数量减少，减小对铲斗斗体的压力，有效的保护铲斗，结构简单，实用效果良好。
Description
所属技术领域
本发明属于挖掘机铲斗技术领域，尤其涉及一种基于空间可变化的自我保护铲斗。
背景技术
目前挖掘机铲斗技术领域中，挖掘机的发明，为人类文明的发展带来了巨大的作用，但是挖掘机在发展过程中也出现了许多问题，例如铲斗在铲到密度较大的物体时，铲斗体积是固定的，这些物体质量就会较大，会对铲斗产生较大的压力，容易对铲斗造成破坏，那么在不提高铲斗制造成本的前提下设计一种基于空间可变化的自我保护铲斗是很有必要的。
本发明设计一种基于空间可变化的自我保护铲斗解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于空间可变化的自我保护铲斗，它是采用以下技术方案来实现的。
一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：它包括铲斗斗体、支耳、挂钩、铲齿、铲齿复位弹簧、第一齿条、第一齿轮销、第一齿轮、第二齿条、第三齿轮、第二齿轮销、第三齿条、第二齿轮、支耳连接销、固定杆、中心杆、第三齿条限位块、作用斗齿条、第一传动齿销、第一传动齿、第二传动齿、第三传动齿销、第三传动齿、第四传动齿销、第四传动齿、斗体齿条、作用斗、作用斗复位弹簧、斗体复位弹簧、空心杆、空心杆槽、中心杆限位支耳、铲齿卡块槽、铲齿腔、第三齿条限位块槽、固定杆直孔、第二齿条卡块、铲齿卡块、铲齿卡块槽、第二齿条卡块槽、第五传动齿、第五传动齿销、伸缩杆、铲斗腔、硬弹簧，其中铲斗斗体端面上开有铲斗腔，铲斗腔下侧四个壁面均垂直于铲斗腔下端面；铲斗斗体开铲斗腔的端面前侧开有铲齿腔；铲齿腔端面上开有齿条腔；铲齿腔两侧面上对称开有两个铲齿卡块槽；齿条腔远离铲齿腔平行于铲斗腔下端面的端面上开有第三齿条限位块槽；铲齿通过两个对称的铲齿复位弹簧安装在铲齿腔内，两个铲齿卡块对称安装在铲齿两端，铲齿卡块和铲齿卡块槽滑动配合；第一齿轮通过第一齿轮销安装在齿条腔内，第一齿条安装在铲齿一端，且第一齿条和第一齿轮啮合；第二齿条一侧开有第二齿条卡块槽，第二齿条卡块安装在齿条腔内，且第二齿条卡块和第二齿条卡块槽滑动配合，第二齿条一端和第一齿轮啮合，另一端和第二齿轮啮合；第二齿轮销安装在齿条腔内，第二齿轮和第三齿轮是同心齿轮，均安装在第二齿轮销上；第三齿条端面安装有第三齿条限位块，第三齿条限位块和开在铲齿腔的第三齿轮限位块槽滑动配合，第三齿条一端和第三齿轮啮合，另一端伸出铲齿腔端面上所开通孔；第二齿轮为单向齿轮；作用斗安装在铲斗腔内，且位于伸出的第三齿条上侧；两个支耳之间安装有支耳连接销，中心杆通过固定杆安装在支耳连接销上，固定杆穿过开在斗体上的固定杆直孔，且穿过位于铲斗斗体外侧的挂钩；作用斗下端安装有空心杆，且空心杆内圆面上对称开有两个空心杆槽，安装在中心杆上的两个中心杆限位支耳和空心杆槽滑动配合；作用斗复位弹簧嵌套在空心杆外，且作用斗复位弹簧一端安装在作用斗上，另一端安装在中心杆之间；斗体复位弹簧和伸缩杆安装在中心杆和斗体底部之间，斗体复位弹簧嵌套伸缩杆外侧；作用斗齿条安装在作用斗下端；第五传动齿销、第一传动齿销、第三传动齿销、第四传动齿销依次安装在固定杆上，第五传动齿安装在第五传动齿销上，且和作用斗齿条啮合，第一传动齿和第二传动齿是同心齿轮，均安装在第一传动齿销上，且第二传动齿的直径是第一传动齿直径的两倍，第三传动齿安装在第三传动齿销上，第四传动齿安装在第四传动齿销上，斗体齿条安装在铲斗斗体上；作用斗齿条和第五传动齿啮合，第五传动齿和第一传动齿啮合，第二传动齿和第三传动齿啮合，第三传动齿和第四传动齿啮合，第四传动齿和斗体齿条啮合；硬弹簧位于铲齿腔内，硬弹簧一端安装在铲斗斗体上，另一端安装在第三齿条上。
作为本技术的进一步改进，上述斗体复位弹簧为拉伸弹簧。
作为本技术的进一步改进，上述第五传动齿通过轴承安装在第五传动齿销上。
作为本技术的进一步改进，上述作用斗复位弹簧是压缩弹簧。
作为本技术的进一步改进，上述作用斗齿条和第一传动齿之间、第二传动齿和第三传动齿之间、第三传动齿和第四传动齿之间、第四传动齿和斗体齿条之间均涂抹润滑油。
相对于传统的挖掘机铲斗技术，本发明第一齿条和第一齿轮啮合，第一齿轮和第二齿条啮合，第二齿条和第二齿轮啮合，第三齿轮和第三齿条啮合，当铲齿铲到石头时，铲齿缩回，能使得第三齿条缩回，解除对作用斗的约束，使得作用斗能够向下移动；第一传动齿和第二传动齿是同心齿轮，均安装在第一传动齿销上，且第二传动齿的直径是第一传动齿直径的两倍，这样设计的目的是，当作用斗受压力作用，作用斗齿条向下产生位移，斗体齿条向下的位移是作用斗齿条位移的两倍，斗体齿条带动铲斗斗体向下移动，使得斗内空间减小，实现斗内空间可变，保护铲斗；第二齿条卡块和第二齿条卡块槽的配合，使得第二齿条能够滑动，带动第二齿轮转动；铲齿复位弹簧的作用是，当铲齿不铲石头时，铲齿复位弹簧使铲齿伸出铲齿腔，第三齿条限位块和第三齿条限位块槽的配合限制第三齿条的运动，使得第三齿条不会错位；斗体复位弹簧使铲斗斗体在石头倒出去后可以复位，伸缩杆使得铲斗斗体只能在垂直中心杆的方向上移动，作用斗复位弹簧使得作用斗在石头倒出去后可以复位；中心杆限位支耳和空心杆槽的滑动配合作用是防止作用斗在复位时，位移过大，脱开空心杆和中心杆的配合；第一传动齿、第二传动齿、第三传动齿、第四传动齿、第五传动齿的作用是，一方面是传递运动，另一方面是使得作用斗齿条和斗体齿条有相同的移动方向；第四传动齿是单向齿轮，作用是当铲斗斗体受到作用力时，铲斗斗体的运动不会传递给作用斗；第一齿轮是单向齿轮，这样设计的目的是，铲齿在铲齿复位弹簧作用下复位时，不会带动第二齿条运动。支耳可以围绕支耳连接销旋转，支耳安装在铲斗臂的一端，挂钩安装在铲斗臂和液压缸上，液压缸会带动挂钩运动。
在使用过程中，当铲斗未工作时，铲斗斗体总高度为5S，作用斗与铲斗腔底部之间间距为S；此时铲斗斗体装载高度为4S；当铲齿铲到石头时，使得铲齿向铲齿腔缩回，铲齿缩回带动第一齿条移动，第一齿轮开始转动，第二齿条顺着第二齿条卡块以和第一齿条相反的方向移动，带动第二齿轮转动，第三齿轮随着第二齿轮转动，带动第三齿条缩回，解除对作用斗的限制；石头进入铲斗斗体后，对作用斗有压力作用，作用斗下移S，作用斗齿条随着作用斗下移，带动第五传动齿转动，第五传动齿带着第一传动齿转动，第一传动齿销开始转动，带动第二传动齿转动，第二传动齿直径是第一传动齿直径的两倍，且第一传动齿和第二传动齿是同心齿轮，故第二传动齿轮线速度是第一传动齿轮的二倍；第二传动齿带动第三传动齿转动，第三传动齿带动第四传动齿转动，线速度均相同，传递给斗体齿条的线速度就是作用斗齿条的两倍，当作用斗齿条向下移动时，斗体齿条带动铲斗斗体向下移动的位移是作用斗齿条的两倍为2S，此时斗内空间就会缩小到3S，装在铲斗内的石头数量就会减少，减小对铲斗斗体的压力；当铲齿不铲石头时，铲齿在铲齿复位弹簧作用下伸出铲齿腔，铲齿卡块在铲齿卡块槽内滑动，当铲齿铲到土时，铲齿不会缩回，第一齿条不会移动，第三齿条也就不会缩回，使得作用斗不会向下移动，一次系列传动齿均不会转动，斗体齿条也就不会移动，铲斗斗体不会向下移动，斗内空间不会改变。
附图说明
图1是整体部件分布示意图。
图2是中心杆结构剖视图。
图3是铲斗斗体剖视图。
图4是作用斗复位结构剖视图。
图5是齿条腔内结构示意图。
图6是铲齿齿条结构示意图。
图7是齿轮结构啮合示意图。
图8是固定杆连接结构示意图。
图9是第三齿条限位块结构示意图。
图10是第二齿条卡块结构示意图。
图11是设备运行原理图。
图中标号名称：1、铲斗斗体；2、支耳；3、挂钩；4、铲齿；5、铲齿复位弹簧；6、第一齿条；7、第一齿轮销；8、第一齿轮；9、第二齿条；10、第三齿轮；11、第二齿轮销；12、第三齿条；13、第二齿轮；14、支耳连接销；15、固定杆；16、中心杆；17、第三齿条限位块；18、作用斗齿条；19、第一传动齿销；20、第一传动齿；21、第二传动齿；22、第三传动齿销；23、第三传动齿；24、第四传动齿销；25、第四传动齿；26、斗体齿条；27、作用斗；28、作用斗复位弹簧；29、斗体复位弹簧；30、空心杆；31、空心杆槽；32、中心杆限位支耳；33、铲齿卡块槽；34、铲齿腔；35、第三齿条限位块槽；36、固定杆直孔；37、第二齿条卡块；38、铲齿卡块；39、齿条腔；40、第二齿条卡块槽；41、第五传动齿；42、第五传动齿销；43、伸缩杆；44、铲斗腔；45、硬弹簧。
具体实施方式
如图1、1所示，它包括铲斗斗体1、支耳2、挂钩3、铲齿4、铲齿复位弹簧5、第一齿条6、第一齿轮销7、第一齿轮8、第二齿条9、第三齿轮10、第二齿轮销11、第三齿条12、第二齿轮13、支耳连接销14、固定杆15、中心杆16、第三齿条限位块17、作用斗齿条18、第一传动齿销19、第一传动齿20、第二传动齿21、第三传动齿销22、第三传动齿23、第四传动齿销24、第四传动齿25、斗体齿条26、作用斗27、作用斗复位弹簧28、斗体复位弹簧29、空心杆30、空心杆槽31、中心杆限位支耳32、铲齿卡块槽33、铲齿腔34、第三齿条限位块槽35、固定杆直孔36、第二齿条卡块37、铲齿卡块38、齿条腔39、第二齿条卡块槽40、第五传动齿41、第五传动齿销42、伸缩杆43、铲斗腔44、硬弹簧45，其中如图3所示，铲斗斗体1端面上开有铲斗腔44，铲斗腔44下侧四个壁面均垂直于铲斗腔44下端面；铲斗斗体1开铲斗腔44的端面前侧开有铲齿腔34；铲齿腔34端面上开有齿条腔39；铲齿腔34两侧面上对称开有两个铲齿卡块槽33；齿条腔39远离铲齿腔34平行于铲斗腔44下端面的端面上开有第三齿条限位块槽35；如图2、6所示，铲齿4通过两个对称的铲齿复位弹簧5安装在铲齿腔34内，两个铲齿卡块38对称安装在铲齿4两端，铲齿卡块38和铲齿卡块槽33滑动配合；如图5、6所示，第一齿轮8通过第一齿轮销7安装在齿条腔39内，第一齿条6安装在铲齿4一端，且第一齿条6和第一齿轮8啮合；如图10所示，第二齿条9一侧开有第二齿条卡块槽40，第二齿条卡块37安装在齿条腔39内，且第二齿条卡块37和第二齿条卡块槽40滑动配合，如图9所示，第二齿条9一端和第一齿轮8啮合，另一端和第二齿轮13啮合；第二齿轮销11安装在齿条腔39内，第二齿轮13和第三齿轮10是同心齿轮，均安装在第二齿轮销11上；如图9所示，第三齿条12端面安装有第三齿条限位块17，第三齿条限位块17和开在铲齿腔34的第三齿轮10限位块槽滑动配合，第三齿条12一端和第三齿轮10啮合，另一端伸出铲齿腔34端面上所开通孔；第二齿轮13为单向齿轮；如图2所示，作用斗27安装在铲斗腔44内，且位于伸出的第三齿条12上侧；如图8所示，两个支耳2之间安装有支耳连接销14，中心杆16通过固定杆15安装在支耳连接销14上，固定杆15穿过开在斗体上的固定杆直孔36，且穿过位于铲斗斗体1外侧的挂钩3；作用斗27下端安装有空心杆30，且空心杆30内圆面上对称开有两个空心杆槽31，安装在中心杆16上的两个中心杆限位支耳32和空心杆槽31滑动配合；如图4所示，作用斗复位弹簧28嵌套在空心杆30外，且作用斗复位弹簧28一端安装在作用斗27上，另一端安装在中心杆16之间；如图4所示，斗体复位弹簧29和伸缩杆43安装在中心杆16和斗体底部之间，斗体复位弹簧29嵌套伸缩杆43外侧；如图2、7所示，作用斗齿条18安装在作用斗27下端；第五传动齿销42、第一传动齿销19、第三传动齿销22、第四传动齿销24依次安装在固定杆15上，第五传动齿41安装在第五传动齿销42上，且和作用斗齿条18啮合，第一传动齿20和第二传动齿21是同心齿轮，均安装在第一传动齿销19上，且第二传动齿21的直径是第一传动齿20直径的两倍，第三传动齿23安装在第三传动齿销22上，第四传动齿25安装在第四传动齿销24上，斗体齿条26安装在铲斗斗体1上；如图7所示，作用斗齿条18和第五传动齿41啮合，第五传动齿41和第一传动齿20啮合，第二传动齿21和第三传动齿23啮合，第三传动齿23和第四传动齿25啮合，第四传动齿25和斗体齿条26啮合；硬弹簧45位于铲齿腔34内，硬弹簧45一端安装在铲斗斗体1上，另一端安装在第三齿条12上。
上述斗体复位弹簧29为拉伸弹簧。
上述第五传动齿41通过轴承安装在第五传动齿销42上。
上述作用斗复位弹簧28是压缩弹簧。
上述作用斗齿条18和第一传动齿20之间、第二传动齿21和第三传动齿23之间、第三传动齿23和第四传动齿25之间、第四传动齿25和斗体齿条26之间均涂抹润滑油。
综上所述：
本发明第一齿条6和第一齿轮8啮合，第一齿轮8和第二齿条9啮合，第二齿条9和第二齿轮13啮合，第三齿轮10和第三齿条12啮合，当铲齿4铲到石头时，铲齿4缩回，能使得第三齿条12缩回，解除对作用斗27的约束，使得作用斗27能够向下移动；第一传动齿20和第二传动齿21是同心齿轮，均安装在第一传动齿销19上，且第二传动齿21的直径是第一传动齿20直径的两倍，这样设计的目的是，当作用斗27受压力作用，作用斗齿条18向下产生位移，斗体齿条26向下的位移是作用斗齿条18位移的两倍，斗体齿条26带动铲斗斗体1向下移动，使得斗内空间减小，实现斗内空间可变，保护铲斗；第二齿条卡块37和第二齿条卡块槽40的配合，使得第二齿条9能够滑动，带动第二齿轮13转动；铲齿复位弹簧5的作用是，当铲齿4不铲石头时，铲齿复位弹簧5使铲齿4伸出铲齿腔34，第三齿条限位块17和第三齿条限位块槽35的配合限制第三齿条12的运动，使得第三齿条12不会错位；斗体复位弹簧29使铲斗斗体1在石头倒出去后可以复位，伸缩杆43使得铲斗斗体1只能在垂直中心杆16的方向上移动，作用斗复位弹簧28使得作用斗27在石头倒出去后可以复位；中心杆限位支耳32和空心杆槽31的滑动配合作用是防止作用斗27在复位时，位移过大，脱开空心杆30和中心杆16的配合；第一传动齿20、第二传动齿21、第三传动齿23、第四传动齿25、第五传动齿41的作用是，一方面是传递运动，另一方面是使得作用斗齿条18和斗体齿条有相同的移动方向。
具体实施方式为，如图11a所示，当铲斗未工作时，铲斗斗体1总高度为5S，作用斗27与铲斗腔44底部之间间距为S；此时铲斗斗体1装载高度为4S；铲齿4铲到石头时，使得铲齿4向铲齿腔34缩回，铲齿4缩回带动第一齿条6移动，第一齿轮8开始转动，第二齿条9顺着第二齿条卡块37以和第一齿条6相反的方向移动，带动第二齿轮13转动，第三齿轮10随着第二齿轮13转动，带动第三齿条12缩回，解除对作用斗27的限制；如图11b所示，石头进入铲斗斗体1后，对作用斗27有压力作用，作用斗27下移S，作用斗齿条18随着作用斗27下移，带动第五传动齿41转动，第五传动齿41带着第一传动齿20转动，第一传动齿销19开始转动，带动第二传动齿21转动，第二传动齿21直径是第一传动齿20直径的两倍为2S，且第一传动齿20和第二传动齿21是同心齿轮，故第二传动齿21轮线速度是第一传动齿20轮的二倍；第二传动齿21带动第三传动齿23转动，第三传动齿23带动第四传动齿25转动，线速度均相同，传递给斗体齿条26的线速度就是作用斗齿条18的两倍，如图11b所示，当作用斗齿条18向下移动时，斗体齿条带动铲斗斗体1向下移动的位移是作用斗齿条18的两倍，斗内空间就会缩小到3S，装在铲斗内的石头数量就会减少，减小对铲斗斗体1的压力；当铲齿4不铲石头时，铲齿4在铲齿复位弹簧5作用下伸出铲齿腔34，铲齿卡块38在铲齿卡块槽33内滑动，如图11c所示，当铲齿4铲到土时，铲齿4不会缩回，第一齿条6不会移动，第三齿条12也就不会缩回，使得作用斗27不会向下移动，一次系列传动齿均不会转动，斗体齿条26也就不会移动，铲斗斗体1不会向下移动，斗内空间不会改变。
Claims (5)
1.一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：它包括铲斗斗体、支耳、挂钩、铲齿、铲齿复位弹簧、第一齿条、第一齿轮销、第一齿轮、第二齿条、第三齿轮、第二齿轮销、第三齿条、第二齿轮、支耳连接销、固定杆、中心杆、第三齿条限位块、作用斗齿条、第一传动齿销、第一传动齿、第二传动齿、第三传动齿销、第三传动齿、第四传动齿销、第四传动齿、斗体齿条、作用斗、作用斗复位弹簧、斗体复位弹簧、空心杆、空心杆槽、中心杆限位支耳、铲齿卡块槽、铲齿腔、第三齿条限位块槽、固定杆直孔、第二齿条卡块、铲齿卡块、铲齿卡块槽、第二齿条卡块槽、第五传动齿、第五传动齿销、伸缩杆、铲斗腔、硬弹簧，其中铲斗斗体端面上开有铲斗腔，铲斗腔下侧四个壁面均垂直于铲斗腔下端面；铲斗斗体开铲斗腔的端面前侧开有铲齿腔；铲齿腔端面上开有齿条腔；铲齿腔两侧面上对称开有两个铲齿卡块槽；齿条腔远离铲齿腔平行于铲斗腔下端面的端面上开有第三齿条限位块槽；铲齿通过两个对称的铲齿复位弹簧安装在铲齿腔内，两个铲齿卡块对称安装在铲齿两端，铲齿卡块和铲齿卡块槽滑动配合；第一齿轮通过第一齿轮销安装在齿条腔内，第一齿条安装在铲齿一端，且第一齿条和第一齿轮啮合；第二齿条一侧开有第二齿条卡块槽，第二齿条卡块安装在齿条腔内，且第二齿条卡块和第二齿条卡块槽滑动配合，第二齿条一端和第一齿轮啮合，另一端和第二齿轮啮合；第二齿轮销安装在齿条腔内，第二齿轮和第三齿轮是同心齿轮，均安装在第二齿轮销上；第三齿条端面安装有第三齿条限位块，第三齿条限位块和开在铲齿腔的第三齿轮限位块槽滑动配合，第三齿条一端和第三齿轮啮合，另一端伸出铲齿腔端面上所开通孔；第二齿轮为单向齿轮；作用斗安装在铲斗腔内，且位于伸出的第三齿条上侧；两个支耳之间安装有支耳连接销，中心杆通过固定杆安装在支耳连接销上，固定杆穿过开在斗体上的固定杆直孔，且穿过位于铲斗斗体外侧的挂钩；作用斗下端安装有空心杆，且空心杆内圆面上对称开有两个空心杆槽，安装在中心杆上的两个中心杆限位支耳和空心杆槽滑动配合；作用斗复位弹簧嵌套在空心杆外，且作用斗复位弹簧一端安装在作用斗上，另一端安装在中心杆之间；斗体复位弹簧和伸缩杆安装在中心杆和斗体底部之间，斗体复位弹簧嵌套伸缩杆外侧；作用斗齿条安装在作用斗下端；第五传动齿销、第一传动齿销、第三传动齿销、第四传动齿销依次安装在固定杆上，第五传动齿安装在第五传动齿销上，且和作用斗齿条啮合，第一传动齿和第二传动齿是同心齿轮，均安装在第一传动齿销上，且第二传动齿的直径是第一传动齿直径的两倍，第三传动齿安装在第三传动齿销上，第四传动齿安装在第四传动齿销上，斗体齿条安装在铲斗斗体上；作用斗齿条和第五传动齿啮合，第五传动齿和第一传动齿啮合，第二传动齿和第三传动齿啮合，第三传动齿和第四传动齿啮合，第四传动齿和斗体齿条啮合；硬弹簧位于铲齿腔内，硬弹簧一端安装在铲斗斗体上，另一端安装在第三齿条上。
2.根据权利要求1所述的一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：上述斗体复位弹簧为拉伸弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：上述第五传动齿通过轴承安装在第五传动齿销上。
4.根据权利要求1所述的一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：上述作用斗复位弹簧为压缩弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种基于空间可变化的自我保护铲斗，其特征在于：上述作用斗齿条和第一传动齿之间、第二传动齿和第三传动齿之间、第三传动齿和第四传动齿之间、第四传动齿和斗体齿条之间均涂抹润滑油。
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